一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及紅±媒礦的濕法冶煉處理工藝，具體涉及一種常壓酸浸紅±媒礦提取 媒、鉆的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 媒礦物主要W硫化媒礦和媒紅±礦(也稱紅±媒礦）兩種形式存在，其中硫化媒礦 約占20%、媒紅±礦大約75%、娃酸媒礦占5%，媒礦的開(kāi)發(fā)利用W硫化媒礦和媒紅±礦為主， 由于近年來(lái)媒消耗量的不斷增加W及硫化媒礦儲(chǔ)量不斷減少，媒紅±礦的開(kāi)發(fā)日益受到重 視，媒紅±礦它是由地球表面含媒的超基性巖風(fēng)化、淋浸、蝕變、富集而成的，由鐵、鉛、娃等 含水氧化物組成的疏松粘±狀礦石，風(fēng)化過(guò)程產(chǎn)生層狀沉淀，隨著深度的增加，風(fēng)化程度降 低，各層按照鐵、媒、娃鎮(zhèn)的含量不同可大致分為褐鐵礦層、過(guò)渡層和腐泥±層，紅±媒礦中 Fe的含量隨深度的增加穩(wěn)定降低；而MgO和Si化含量隨深度的增加而升高；Ni的分布 與MgO和Si化一致，在腐泥礦層含量最高。腐殖±中除鐵W外的金屬雜質(zhì)較高，一般適用 于火法生產(chǎn)媒鐵及媒鐵合金。褐鐵礦中由于含鐵量較高，其他金屬相對(duì)較少，比較適合于高 壓酸浸法進(jìn)行冶煉。
[0003] 紅±媒礦主要為含鐵礦物和娃酸鹽礦物，主相包括蛇紋石（Mg,化)3Si2〇5(〇H)4,石 英Si〇2,針鐵礦化0 (0H)，赤鐵礦化2〇3,化0,滑石Mg3儀2〇5) 2 (0H) 2,角閃石（Ca，化)2. sMgsSig 022 (0H)2等。其中，一部分媒嵌布于針鐵礦或娃酸鹽礦物中。若要較高的媒鉆浸出率，酸浸 過(guò)程中必須具有較高的化學(xué)能，用W破壞礦物相對(duì)穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，對(duì)鑲嵌礦物進(jìn)行破壞 性浸出，浸取其中的媒和鉆。
[0004] 酸浸處理紅±媒礦，一般分為高壓酸浸和常壓酸浸兩種，高壓酸浸法（HPAL)處理 紅±媒礦是從上世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的。一般流程為：在250~27(TC，4~5 MPa的高 溫高壓條件下，用稀硫酸將媒、鉆等有價(jià)金屬與鐵、鉛礦物一起溶解，并控制一定的抑值等 浸出條件，使鐵、鉛和娃等雜質(zhì)元素水解進(jìn)入渣中，媒、鉆則選擇性地進(jìn)入溶液。該種方法采 用硫酸在高溫（25CTC)高壓（570psi)環(huán)境下對(duì)礦物進(jìn)行溶解，90% W上的有價(jià)金屬生成相 應(yīng)的硫酸鹽進(jìn)入溶液中，再通過(guò)水解除雜、萃取分離、電解等工藝得到純度很高的電解媒和 電解鉆。而高壓酸浸（HPAL)法由于其工藝的限制，只適用于浸取含鐵35% W上的褐鐵礦， 且要求礦物組成中的娃和鎮(zhèn)的含量較低。高壓酸浸（HPAL)法最大優(yōu)點(diǎn)是酸耗較低，浸出液 雜質(zhì)含量低，礦漿后續(xù)處理成本較低。而面臨的主要問(wèn)題是生產(chǎn)過(guò)程中所要求的壓力高，具 有一定的危險(xiǎn)性，需要使用昂貴的設(shè)備和先進(jìn)的設(shè)備材料，設(shè)備投資高，生產(chǎn)和維護(hù)成本都 很高，該也是制約高壓酸浸（HPAL)法發(fā)展的瓶頸。由于紅±媒礦中含娃較多，在浸出過(guò)程 中容易結(jié)垢，高壓蓋需要定時(shí)停機(jī)檢修，致使生產(chǎn)效率大幅降低。浸出渣難W處理，堆存所 環(huán)境污染較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提供了一種在常壓下用硫酸高效浸出紅±媒礦的方 法。
[0006] 本發(fā)明通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種常壓酸浸紅±媒礦提取媒、鉆的方法，具體包括W下步驟， a) 原礦的分離；對(duì)紅±媒礦過(guò)篩得紅±、研磨至100-200目做為酸浸原料，備用；對(duì)于 紅±媒礦過(guò)篩時(shí)篩分出來(lái)的石塊進(jìn)行破碎球磨，得含有大量鎮(zhèn)和巧等金屬化合物及有價(jià)金 屬媒、鉆的礦石粉，備用； b) 原料配制：按固液質(zhì)量比為1 ;1-1 ;1. 3的量在酸浸原料中加入90-100°C的水，混合 攬勻，配制成礦漿； C)常壓酸浸：將濃硫酸加熱至15CTC -30(TC，按高溫濃硫酸與酸浸原料的質(zhì)量比 0. 8:1-1:1的量輸送高溫濃硫酸和步驟b配制的礦漿至雙螺旋反應(yīng)器中反應(yīng)l-12min，反應(yīng) 過(guò)程中礦漿中的水分不斷蒸發(fā)，最終形成具有致密孔隙的疏松狀固體物料； d) 中和水浸；對(duì)步驟b得到疏松狀固體物料進(jìn)行破碎，破碎后加入水浸罐中，按固液質(zhì) 量比為1 ;1-1 ;1. 2的量加入60-9(TC的熱水進(jìn)行混合、攬拌成稀的漿料，然后往水浸罐中加 入礦石粉進(jìn)行中和浸出，使礦石粉中含有的大量鎮(zhèn)、巧等金屬化合物及有價(jià)金屬媒、鉆與漿 料中的殘酸反應(yīng)生成相應(yīng)的硫酸鹽進(jìn)入溶液中，礦石粉的加入量按投入疏松狀固體物料質(zhì) 量的10-18%加入，反應(yīng)0. 8-1小時(shí)； e) 固液分離；將步驟C得到的最終產(chǎn)物通過(guò)帶濾機(jī)進(jìn)行固液分離，最終得到含娃固體 渣和濾液，對(duì)濾液進(jìn)行除鐵、除雜處理，得到富含媒、鉆的富集液； f) 提純；對(duì)富含媒、鉆的富集液通過(guò)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行分離提純，最終得到金屬媒、鉆產(chǎn) 品。
[0007] 優(yōu)選的，步驟a的礦石粉為球磨后過(guò)100-200目篩的礦石粉。
[0008] 優(yōu)選的，步驟C常壓酸浸過(guò)程中產(chǎn)生的酸性高溫氣體通過(guò)逆流洗涂培回收得到含 有少量硫酸的稀酸溶液用于配置礦漿。
[0009] 優(yōu)選的，步驟C所述的濃硫酸通過(guò)蒸汽在換熱器中加溫至15CTC -30(TC，且經(jīng)過(guò)換 熱后的蒸汽通入礦漿，用于配制和加熱礦漿。
[0010] 優(yōu)選的，步驟C所述的礦漿為溫度60-9(TC的礦漿。
[0011] 本發(fā)明針對(duì)高壓酸浸工藝的很多缺點(diǎn)提供了一種常壓下用濃硫酸浸出紅±媒礦 中媒、鉆的工藝，在常壓下進(jìn)行高溫酸浸，形成具有致密孔隙的疏松狀固體物料，反應(yīng)過(guò)程 中所產(chǎn)生的酸性高溫氣體通過(guò)逆流洗涂培回收，用W配置原礦漿，對(duì)于篩分過(guò)程中的大塊 礦石采用破碎球磨處理，用W水浸過(guò)程中的中和浸出。本發(fā)明對(duì)原礦的利用率高，具有廣泛 的適用性，適用于幾乎所有的紅±媒礦類型，且能夠得到很高的浸出率，浸出后的物料通過(guò) 水浸，過(guò)濾，所得溶液再經(jīng)過(guò)水解除雜、萃取分離得到富含媒和鉆的母液，所得濾渣主要為 娃類殘?jiān)假|(zhì)量約為原礦的1/12-1/4,使用此種工藝產(chǎn)生的渣量少，含娃高，可用于生 產(chǎn)建筑材料，如泡沫陶瓷等，解決了高壓酸浸渣量巨大，造成環(huán)境污染和常壓酸浸浸出率低 下的問(wèn)題，天然紅±媒礦床中含有大量石塊，其中娃鎮(zhèn)含量較高，媒鉆含量較低，一般做篩 分處理后棄用，本發(fā)明篩分后通過(guò)破碎球磨，在水浸過(guò)程中作為中和劑使用，不僅能夠中和 溶液中多余的殘酸，而且能夠回收中和劑中含有的有價(jià)金屬媒和鉆，最終實(shí)現(xiàn)資源的綜合 利用。本發(fā)明處理紅±媒礦，流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益好，金屬回收率高，殘?jiān)?，環(huán)境效 益高。本發(fā)明通過(guò)利用高溫硫酸的熱能、濃硫酸的稀釋熱W及加熱礦漿的熱能，在對(duì)紅± 媒礦進(jìn)行硫酸熟化過(guò)程中，對(duì)礦物中的復(fù)雜礦物結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞性浸出，得到了很高的浸出 率。所生成的金屬硫酸鹽通過(guò)水浸進(jìn)入溶液，通過(guò)固液分離的形式最終得到富含媒和鉆的 溶液，最后再經(jīng)過(guò)除鐵、水解除雜、萃取、電解等工藝得到金屬媒與鉆。W實(shí)驗(yàn)礦1噸的實(shí)驗(yàn) 量，在對(duì)來(lái)自菲律賓、新喀里多尼亞紅±媒礦的實(shí)驗(yàn)中，媒鉆的浸出率均大于96%，有的甚至 高達(dá)99% W上。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1.為本發(fā)明常壓酸浸紅±媒礦提取媒、鉆的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 實(shí)驗(yàn)用紅±媒礦來(lái)自菲律賓，粒度為80目，礦石粉研磨至200目。取樣分析，通過(guò) X-射線衍射等手段對(duì)其進(jìn)行了主要化學(xué)成分的測(cè)定，具體結(jié)果見(jiàn)表1. 1。實(shí)驗(yàn)所需的其他 物料有：濃硫酸、絮凝劑等，均屬于工業(yè)原料。
[0014] 表1. 1原礦礦樣主要元素成分分析表
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，其特征在于：具體包括以下步驟， a) 原礦的分離：對(duì)紅土鎳礦過(guò)篩得紅土、研磨至100-200目做為酸浸原料，備用；對(duì)于 紅土鎳礦過(guò)篩時(shí)篩分出來(lái)的石塊進(jìn)行破碎球磨，得含有大量鎂和鈣等金屬化合物及有價(jià)金 屬鎳、鈷的礦石粉，備用； b) 原料配制：按固液質(zhì)量比為I :1-1 :1. 3的量在酸浸原料中加入90-KKTC的水，混合 攪勻，配制成礦漿； c) 常壓酸浸：將濃硫酸加熱至150°C _300°C，按高溫濃硫酸與酸浸原料的質(zhì)量比 0. 8:1-1:1的量輸送高溫濃硫酸和步驟b配制的礦漿至雙螺旋反應(yīng)器中反應(yīng)l-12min，反應(yīng) 過(guò)程中礦漿中的水分不斷蒸發(fā)，最終形成具有致密孔隙的疏松狀固體物料； d) 中和水浸：對(duì)步驟b得到疏松狀固體物料進(jìn)行破碎，破碎后加入水浸罐中，按固液質(zhì) 量比為I :1-1 :1. 2的量加入60-90°C的熱水進(jìn)行混合、攪拌成稀的漿料，然后往水浸罐中加 入礦石粉進(jìn)行中和浸出，使礦石粉中含有的大量鎂、鈣等金屬化合物及有價(jià)金屬鎳、鈷與漿 料中的殘酸反應(yīng)生成相應(yīng)的硫酸鹽進(jìn)入溶液中，礦石粉的加入量按投入疏松狀固體物料質(zhì) 量的10-18%加入，反應(yīng)0. 8-1小時(shí)； e) 固液分離：將步驟c得到的最終產(chǎn)物通過(guò)帶濾機(jī)進(jìn)行固液分離，最終得到含硅固體 渣和濾液，對(duì)濾液進(jìn)行除鐵、除雜處理，得到富含鎳、鈷的富集液； f) 提純：對(duì)富含鎳、鈷的富集液通過(guò)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行分離提純，最終得到金屬鎳、鈷產(chǎn) 品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，其特征在于：步驟 a的礦石粉為球磨后過(guò)100-200目篩的礦石粉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，其特征在于：步驟 c常壓酸浸過(guò)程中產(chǎn)生的酸性高溫氣體通過(guò)逆流洗滌塔回收得到含有少量硫酸的稀酸溶液 用于配置礦漿。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，其特征在于：步驟 c所述的濃硫酸通過(guò)蒸汽在換熱器中加溫至150°C _300°C，且經(jīng)過(guò)換熱后的蒸汽通入礦漿， 用于配制和加熱礦漿。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，其特征在于：步驟 c所述的礦漿為溫度60-90°C的礦漿。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種常壓酸浸紅土鎳礦提取鎳、鈷的方法，包括以下步驟，對(duì)紅土鎳礦過(guò)篩得紅土為酸浸原料和礦石為中和浸出劑，按固液質(zhì)量比為1：1-1：1.3的量在酸浸原料中加入90-100℃的水，配成礦漿；將濃硫酸加熱至150℃-300℃，按高溫濃硫酸與酸浸原料的質(zhì)量比0.8:1-1:1的量輸送高溫濃硫酸和礦漿至雙螺旋反應(yīng)器中反應(yīng)1-12min，最終形成具有致密孔隙的疏松狀固體物料；然后加入礦石粉進(jìn)行中和浸出、固液分離、對(duì)富含鎳、鈷的富集液通過(guò)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行分離提純，最終得到金屬鎳、鈷產(chǎn)品。本發(fā)明在常壓下進(jìn)行高溫酸浸，對(duì)于篩分過(guò)程中的大塊礦石采用破碎球磨處理，用以水浸過(guò)程中的中和浸出，實(shí)現(xiàn)原礦的充分利用，鎳鈷的浸出率均大于96%，且工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，殘?jiān)佟?br>【IPC分類】C22B23-00, C22B3-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104630464
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410845325
【發(fā)明人】杜昊, 劉玉強(qiáng), 孫志忠, 陳學(xué)安, 沙濱, 王曉嬋, 李正祿, 朱紀(jì)念, 郝增選, 王少華
【申請(qǐng)人】金川集團(tuán)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日